資源簡介

(共46張PPT)
大單元教學課件
新人教版 化學
必修第一冊
第五單元
鐵 金屬材料
A
鐵及其化合物
第 1 課時 鐵對貧血群體的告知
——鐵的單質及氧化物
學習目標和核心素養
教學目標
1、了解鐵元素在自然界中的存在形態、與人體健康的關系。
2、能用氧化還原反應原理進一步認識鐵和鐵的氧化物的化學性質。
3、結合應用實例，將鐵和鐵的氧化物的性質的知識運用于解決生產、生活中簡單的化學問題，強化性質決定用途的觀念。
核心素養
(1)創設問題情景，培養學生提出問題、分析問題以及通過實驗解決問題的能力；
(2)在化學學習中增強親身實踐的意識，保持不斷探索的興趣，學會認識物質、了解物質的一般方法。
(3)通過教學的問題性，創設探究情景，增加學生主動求知的精神；
請你判斷！
一位病人的化驗單上顯示指標如下，你是醫生得出什么結論？
判斷其為缺鈣，同時缺鐵性貧血
鐵是人體必需的微量元素中含量最多的一種，人體含鐵量是多少呢？
【資料卡片】P70 人體中的鐵元素
鐵在成人體中的含量為4~5g，是人體必需微量元素中含量最多的一種。人體內的含鐵化合物主要分為兩類，即功能性鐵和儲存鐵。功能性鐵參與氧的運輸，其余的鐵與一些酶結合，分布于身體各器官。體內缺鐵將會導致人的記憶能力、免疫能力和對溫度的適應能力等生理功能下降。如果體內的鐵不足以供給生命活動的需要，就會發生貧血。
鐵是人體必需的微量元素中含量最多的一種，人體含鐵量是多少呢？
【資料卡片】P70 人體中的鐵元素
為了滿足生理需要，成人每天鐵的適宜攝入量為15~20mg。動物內臟、肉類、魚類、蛋類等動物性食物中的鐵容易被吸收。一般蔬菜中鐵的含量較少，吸收率也低，但我國膳食中一般食用蔬菜量很大，仍為鐵的重要來源。我國已經實施在某些醬油中加入鐵強化劑的措施，以減少缺鐵性貧血問題的發生。
【思考】如何合理補鐵？
鐵從哪兒來呢？
生活中的富鐵食品
必要時，我們可以根據醫生建議補充一些補鐵口服液。
人類最早使用的鐵，是來自太空的隕鐵
01 鐵元素在自然界中的分布
鐵元素在自然界中的分布
丹霞地貌的巖層因Fe2O3而呈紅色
鐵元素在自然界中的分布
鐵元素在地殼中的含量僅次于氧、硅和鋁，居第四位
O Si Al Fe
地殼中元素含量遞減
我國目前發現最早的人工冶鐵制品是甘肅靈臺出圖的春秋初年秦國的短柄鐵劍，這說明春秋初年我國已掌握了冶鐵技術。戰國中期以后，鐵制工具在社會生產中發揮了巨大的作用。
戰國時期最大的鐵器——長方形鐵爐
請你想想！
你還記得煉鐵高爐內發生的化學反應嗎？
鐵的性質如何？
2018年，網上流傳出一段視頻，有網友竟用吸鐵石從麥片中吸出了鐵粉。這是不是不法商家添加的呢？
“燕麥片中是否真的含有缺粉”
【思考】配料表中的還原鐵是不是鐵的單質呢？該如何驗證？
02 鐵的性質
鐵的物理性質
顏色 狀態 金屬通性 熔點 沸點 密度 特性
銀白色，有金屬光澤 固體 導電性、導熱性、延展性 1535℃ 2750℃ 7.86g/cm3 易被磁鐵吸引
①有延展性和導熱性。
②能導電，但其導電性不如銅和鋁。
③能被磁鐵吸引。
④熔點：1535℃；
沸點：2750℃；
密度：7.86g/cm3。
經查證，部分營養麥片中的確添加了鐵粉。
那么營養麥片中添加鐵粉的目的是什么呢？
Fe
物質類型角度
元素價態角度
強還原性
金屬單質
+3
強氧化劑
+2
弱氧化劑
與非金屬單質反應
與酸溶液反應
與某些鹽溶液反應
S、H+、Cu2+等
Cl2等
03 鐵的化學性質
請你想想
“為什么要加入鐵粉”“鐵粉進入人體后會與胃液中的鹽酸發生什么反應”“鐵在空氣中最終會變成什么”？
課本P69
請你想想
“為什么要加入鐵粉”“鐵粉進入人體后會與胃液中的鹽酸發生什么反應”“鐵在空氣中最終會變成什么”？
觀察化學反應方程式，鐵的化合價變化有何異同？
Fe + 2HCl——2FeCl2 + H2
2Fe + 3Cl2——2FeCl3
點燃
Fe + CuSO4——FeSO4 + Cu
鐵的化學性質
2Fe+3Cl2——2FeCl3
點燃
Fe
FeCl3
化合價升高
0
+3
Fe
FeCl2
化合價升高
0
+2
Fe+CuSO4——FeSO4+Cu
Fe
FeSO4
化合價升高
0
+2
Fe+2HCl——2FeCl2+H2
為什么有的化學方程式中鐵的化合價變成+2，有的變成+3？
鐵的化學性質
在一定條件下，鐵作為還原劑能與某些非金屬單質、酸和鹽溶液反應。
鐵與氧化性較弱的氧化劑（如鹽酸、硫酸銅等）反應，鐵原子失去2個電子生成+2價鐵的化合物。
鐵與氧化性較強的氧化劑（如氯氣等）反應，鐵原子則失去3個電子生成+3價鐵的化合物。
Fe-2e-→Fe2+
Fe-3e-→Fe3+
Fe
Fe2+
Fe3+
強氧化劑
弱氧化劑
Cl2、HNO3等
S、H+、Cu2+等
①與非金屬反應
2Fe+3Cl2 2FeCl3
Δ
3Fe+2O2 Fe3O4
點燃
Fe + S FeS
Δ
②與酸反應
③與鹽反應
Fe＋2H+= Fe2+＋H2↑
Fe＋Cu2+=Cu＋Fe2+
鐵的化學性質
元素
價態(y)
0
+2
+3
Fe3+
Fe2+
Fe
Fe3O4
HCl、S、I2、Cu2+、
加弱氧化劑
Cl2、Br2、
加強氧化劑
O2
物質類別（x)
單質
氧化物
堿
鹽
鐵的化學性質
【問題解決】
性質決定用途，你認為營養麥片中添加鐵粉的目的是什么呢？
1. 抗氧化，保持麥片新鮮。（利用鐵粉與氧氣的反應）
2. 補鐵。 （鐵粉和胃酸發生反應，生成亞鐵離子，被人體吸收）
【專家建議】
1. 因為添加鐵粉的含量極少，所以抗氧化效果并不佳。
2. 通過吃鐵粉補充鐵元素的做法并不科學，因為胃酸濃度不高，鐵粉并不能完全被溶解，吸收率很低。
結論，營養麥片中添加適量鐵粉不存在危害。但益處不大。這是商家的營銷手段而已。
請你聯想！
根據鈉和水反應類推分析鐵能和水反應嗎？產物如何？
那鐵和冷水、熱水都不反應
鋼水注入干燥的模具
思考：在鋼鐵廠的生產中，熾熱的鐵水或鋼水注入模具之前必須進行充分的干燥處理，不得留有水，這是為什么呢？
提示：鐵與水會反應嗎？
預測鐵與水反應的產物
2Na+2H2O==2NaOH+H2↑
通過鈉和水的反應，可知水是一種較弱的氧化劑
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au
類比鈉的性質，Fe是氫之前的金屬，與水反應能不能置換出氫氣？
Fe+H2O Fe(OH)3+H2↑

預測鐵與水反應的產物
生活經驗告訴我們，在常溫下，鐵與水是不發生反應的。根據材料，在高溫下，鐵可能與水發生反應。
鐵粉 FeO Fe2O3 Fe3O4 Fe(OH)2 Fe(OH)3
黑色 黑色粉末 紅棕色粉末 黑色晶體 白色 紅褐色
受熱 不分解 不穩定，在高溫下可被水蒸氣或者O2氧化 6Fe2O3=4Fe3O4+O2↑ 高溫下比Fe2O3穩定 受熱易分解 500 ℃
分解為Fe2O3
Fe(OH)3 Fe2O3 （500℃以上分解）
Fe+H2O Fe3O4+H2↑
？
研究物質性質的一般程序
性質預測
設計方案
得出結論
實驗探究
觀察并通過實驗驗證你的預測的準確性（鐵能與水及產物）
課本P70
鐵的化學性質
鐵與水蒸氣的反應
實驗注意點：
①試管口略向下傾斜；
②酒精燈先加熱濕棉花，有水蒸氣后， 再點燃酒精燈加熱還原鐵粉；
③加熱一會后再將導管插入到肥皂水中；
④結束時，先撤導管，再移酒精燈。
鐵與水蒸氣的反應
3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2
此裝置有什么缺點？如何改進？
加熱時試管內鐵粉紅熱，生成黑色固體，點燃肥皂泡可聽到爆鳴聲。
生成的產物不是氧化鐵
設計鐵與水反應實驗裝置。
改進點：1.改變水蒸氣的生成方式 2.氫氣的收集方式
金屬及其化合物研究方法
金屬單質
金屬氧化物
堿
鹽
FeO
Fe2O3
Fe3O4
Fe
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Fe3+
Fe2+
04 鐵的氧化物
鐵的氧化物
【思考】鐵元素可以形成三種氧化物，分別是氧化亞鐵（ FeO ）、氧化鐵（Fe2O3）和四氧化三鐵（Fe3O4）。觀察三者的外觀，并對其作出描述。推測這三種氧化物有什么相同的化學性質和不同的化學性質，并說出你的推測依據？
化學式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗名 \
顏色狀態
化合價
黑色粉末
黑色晶體
紅棕色粉末
磁性氧化鐵
鐵紅
+2
+3
+2、+3
【思考】
1. 按性質劃分，Fe2O3屬于哪個類別的氧化物？
2. 按元素價態從氧化性和還原性角度分析，Fe2O3具有什么性？
Fe2O3
堿性氧化物
堿性氧化物
FeO
+3
氧化性
+2
氧化性
還原性
Fe3O4
+3
+2
氧化性
還原性
化學名稱 氧化亞鐵 氧化鐵 四氧化三鐵
穩定性
氧化物類別 與鹽酸反應 （用離子方程式表示） 氧化性(被還原) 用途 ——
不穩定
穩定
穩定
均為堿性氧化物
FeO + 2H+ =Fe2+ +H2O
Fe2O3 +6H+ =2Fe3+ +3H2O
Fe3O4 +8H+ = 2Fe3+ + Fe2+ +4H2O
FexOy+yCO === xFe+yCO2
△
復雜氧化物
紅色油漆和涂料、煉鐵原料
制錄音磁帶和電訊器材，打印機或復印機的墨粉
鐵的氧化物
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